私たちの宇宙は信じられないほど広大で、ほとんどが神秘的で、一般的に混乱しています。私たちは、大小さまざまな規模の複雑な質問に囲まれています。確かに、素粒子物理学の標準モデルのように、私たち（少なくとも物理学者）が基本的な原子間相互作用を理解するのに役立ついくつかの答えと、過去の宇宙の物語をまとめる宇宙がどのように始まったかのビッグバン理論があります。 138億年。
しかし、これらのモデルの成功にもかかわらず、やらなければならないことがまだたくさんあります。たとえば、ダークエネルギーとは、世界で何が観測された宇宙の加速された膨張の背後にある原動力に付けた名前ですか？そして、スケールの反対側にある、ニュートリノとは正確には何ですか。何もほとんど相互作用せずに宇宙をジップしてズームするこれらの幽霊のような小さな粒子は何ですか？
一見すると、これら2つの質問は規模と性質の点で根本的に異なるように見えます。
しかし、1つの実験で両方に対する答えが明らかになる可能性もあります。欧州宇宙機関の望遠鏡は、暗い宇宙をマッピングするように設定されています-ダークエネルギーが荒れ狂っていたと考えられていた時代、約100億年前までさかのぼります。掘り下げましょう。
大きくなって家に帰る
掘り下げるには、調べる必要があります。上へ。私たちの宇宙が広大で輝くクモの巣に似ている銀河（ここでは数十億光年を話しています）と比べて、はるかに大きなスケールで。ただし、このクモの巣は絹ではなく銀河でできています。密集した塊のノードを結ぶ銀河の細長い巻きひげ。これらのノードは、銀河のクラスター、にぎやかな都市、そして熱く豊かなガス-何千もの銀河の巨大で広い壁です。そして、これらの構造の間に、宇宙のほとんどの体積を占めている、大きな宇宙の空洞、まったく何も満たされていない天の砂漠があります。
それは宇宙ウェブと呼ばれ、宇宙で最大のものです。
この宇宙のウェブは、自然界で最も弱い力である重力によって数十億年の間にゆっくりと構築されました。宇宙が現在のサイズのごくわずかな部分だったとき、宇宙はほぼ完全に均一でした。ただし、ここでは「ほぼ」が重要です。スポットごとに密度に小さなばらつきがあり、宇宙の一部のコーナーは平均よりも少し混み合っており、他のコーナーはやや混み合っています。
時間とともに、重力は驚くべきことを行うことができます。私たちのコズミックウェブの場合、これらの平均よりわずかに高い密度の領域は、重力がやや強かったため、周囲を引き寄せ、それらの塊をさらに魅力的にし、より多くの隣人を引き付けました。など。
このプロセスを10億年早送りすれば、独自の宇宙Webを成長させることができます。
普遍的なレシピ
これが全体像です。宇宙のウェブを作成するには、「もの」と重力が必要です。しかし、それが本当に興味深いのは、詳細、特にものの詳細です。
物質の種類が異なると、凝集して構造が異なります。いくつかの種類の問題は、それ自体が絡み合ったり、凝固する前に余分な熱を除去する必要があるかもしれませんが、他のものはすぐに最寄りのパーティーに参加するかもしれません。特定の種類の物質は、重力が効率的に作業を実行できるほどゆっくりと動きますが、他の種類の物質は非常に機敏で機敏であり、重力が微弱な手にかろうじて触れることができません。
つまり、宇宙の成分を変えると、見た目が異なる宇宙のウェブが生まれます。あるシナリオでは、別のシナリオと比較して、クラスターの形成がまったくなく、宇宙の歴史の早い段階で完全にボイドが支配的である別のシナリオと比較して、クラスターが豊富で空のボイドが少ない場合があります。
特に興味深い成分の1つは、前述の幽霊のような粒子であるニュートリノです。ニュートリノはとても軽いので、ほぼ光速で移動します。これには、宇宙の構造を「なめらかにする」効果があります。重力は単純にニュートリノを引き寄せてコンパクトな小さな球に引き込むことができません。そのため、宇宙に追加するニュートリノが多すぎると、銀河全体のようなものが初期の宇宙では形成できなくなります。
小さな問題、大きな解決策
これは、ニュートリノを研究するための物理学の巨大な実験室として宇宙ウェブ自体を使用できることを意味します。ウェブの構造を調べ、さまざまな部分（クラスター、ボイドなど）に分解することで、ニュートリノを驚くほど直接扱うことができます。
小さな問題があります。ニュートリノだけが宇宙の唯一の成分ではありません。主要な交絡因子の1つは、宇宙を引き裂く神秘的な力であるダークエネルギーの存在です。そして、ご想像のとおり、これは宇宙のウェブに大きな影響を与えます。結局のところ、急速に拡大する宇宙で大きな構造物を構築するのはちょっと難しいです。また、宇宙のウェブの一部（たとえば、銀河団）だけを見ている場合は、ニュートリノ効果と暗黒エネルギー効果の違いを区別するのに十分な情報がない可能性があります。どちらも "の凝集を妨げます。もの」
プレプリントジャーナルarXivでオンラインで公開された最近の論文で、天文学者は、欧州宇宙機関のユークリッドミッションのような今後の銀河調査がニュートリノとダークエネルギーの両方の特性を明らかにするのにどのように役立つかを説明しました。ユークリッド衛星は数百万の銀河の位置をマッピングし、非常に広い宇宙ウェブの肖像を描きます。そしてその構造の中に、ニュートリノや暗黒エネルギーのようなその成分に依存する過去の宇宙の歴史へのヒントがあります。
宇宙で最も密度の高い、最も忙しい場所（銀河団）と、宇宙で最も孤独で、最も空の場所（ボイド）の組み合わせを見ると、暗黒エネルギー（時代を予告する）の性質の両方に対する答えが得られるかもしれませんまったく新しい物理学の知識）とニュートリノの性質（まったく同じことをします）。たとえば、暗黒エネルギーが悪化している、または良くなっている、あるいは単に同じでさえあることを知るかもしれません。そして、ニュートリノがどれほど重いか、あるいはそれらの何個が宇宙の周りを飛んでいるかを知るかもしれません。しかし、何があっても、実際に見るまでは何が得られるかを知るのは困難です。
ポール・M・サッター の天体物理学者です オハイオ州立大学、 たくさんの 宇宙飛行士に聞く そして 宇宙ラジオ、作者 宇宙でのあなたの場所.
